Baltymų molekulinis svoris | Nemokamas MW įrankis

Baltymų molekulinės masės skaičiuoklė

Baltymų molekulinės masės skaičiuoklė nustato baltymo masę pagal jo aminorūgščių seką. Rezultatas pateikiamas daltonais (Da) – standartiniais molekulinės masės vienetais. Vienas daltonas yra artimas vieno vandenilio atomo masei.

Molekulinė masė svarbi kasdieniame laboratorijos darbe. Ji padeda tyrėjui parinkti SDS-PAGE gelio procentinę koncentraciją, pasirinkti gelfiltracijos kolonėlę ir patikrinti, ar masių spektrometrijos rezultatas atitinka tikėtiną baltymą. Skaičiuoklės pateikiama vertė yra teorinė masė, pagrįsta tik seka. Tikri baltymai gali sverti daugiau dėl cheminių priedų, susidarančių baltymui jau susiformavus; jie vadinami posttransliacinėmis modifikacijomis. Jų masė gali svyruoti nuo kelių daltonų, kai pridedama viena fosfato grupė, iki dešimčių tūkstančių daltonų, kai pridedamos didelės cukrų grandinės.

Kaip apskaičiuoti baltymo molekulinę masę

Formulė

$MW_{protein} = \sum_{i=1}^{n} MW_{residue_i} + MW_{water}$

Kiekviena grandinės aminorūgštis lemia savo liekanos masę, o ne laisvosios aminorūgšties masę. Kai dvi aminorūgštys susijungia peptidiniu ryšiu, reakcijos metu išsiskiria viena vandens molekulė. Liekanų masės jau apskaičiuotos pašalinus šį vandenį, todėl sekos suma automatiškai apima visus vidinius peptidinius ryšius.

Susumavus liekanas, pridedama viena vandens molekulė (18,010565 Da). Taip įvertinami du laisvieji grandinės galai: vandenilio atomas pradžioje (N gale) ir hidroksilo grupė pabaigoje (C gale).

Dažna klaida – atimti vandenį už kiekvieną peptidinį ryšį ir tada atskirai vėl pridėti vandens molekulę. Taip vandens netekimas įskaičiuojamas du kartus, nes toliau pateiktos liekanų masės jau neapima šio vandens. Skaičiavime naudojamas tik vienas vandens dėmuo, pridedamas pabaigoje.

Aminorūgščių liekanų masės

Tai yra 20 standartinių aminorūgščių monoisotopinės liekanų masės daltonais:

Išspręstas pavyzdys

Paimkime trumpą grandinę alaninas–glicinas–serinas, užrašomą kaip AGS.

1. Sudėkite liekanų mases: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Pridėkite vieną vandens molekulę dviem grandinės galams: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Suapvalinus iki dviejų skaitmenų po kablelio, AGS santykinė molekulinė masė yra 233,10 Da.

Šiame tripeptide už du peptidinius ryšius papildomai vanduo neatimamas. Šis netekimas jau įtrauktas į tris liekanų mases, naudojamas atliekant 1 veiksmą.

Kaip naudoti baltymų molekulinės masės skaičiuoklę

1. Įveskite seką naudodami standartinius vienos raidės aminorūgščių kodus, pavyzdžiui, MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Tinka ir didžiosios, ir mažosios raidės.
2. Skaičiuoklė tikrina įvedamą seką ir pažymi bet kurį simbolį, kuris nėra vienas iš 20 standartinių kodų.
3. Ji pateikia molekulinę masę daltonais, sekos ilgį ir aminorūgščių sudėties išklotinę.
4. Rezultatus vienu spustelėjimu galima nukopijuoti į laboratorijos užrašus ar ataskaitas.

Prieš įklijuodami seką iš tokios duomenų bazės kaip UniProt, pašalinkite FASTA antraštės eilutę (eilutę, prasidedančią >) ir bet kokius sekos lygiavimo programos pridėtus pozicijų numerius. Raidės X, B, Z ir J nėra standartiniai aminorūgščių kodai, todėl bus atmestos; prieš skaičiuodami pakeiskite jas konkrečia aminorūgštimi.

Kodėl svarbi baltymo molekulinė masė

• Gelio elektroforezė (SDS-PAGE): mažiems, mažesniems nei 20 kDa, baltymams gerai atskirti reikia didesnės procentinės koncentracijos gelio; dideliems, didesniems nei 100 kDa, baltymams reikia mažesnės procentinės koncentracijos gelio.
• Gelfiltracija: baltymo santykinės molekulinės masės intervalas lemia, kurios kolonėlės derva jį tinkamai atskirs.
• Masių spektrometrija: apskaičiuota masė palyginama su išmatuota mase, siekiant patvirtinti tapatybę arba aptikti netikėtus pokyčius.
• Peptidų sintezė: santykinė molekulinė masė nustato tikslų pradinės medžiagos kiekį, reikalingą kiekvienam jungimo etapui.
• Buferių ir dozių skaičiavimai: perskaičiuojant molinę koncentraciją į masės koncentraciją reikia žinoti molekulinę masę.

Apribojimai

Skaičiuoklė pateikia teorinę masę, pagrįstą tik seka. Ji neįtraukia:

• Posttransliacinių modifikacijų, pavyzdžiui, glikozilinimo metu prijungtų cukrų grandinių arba fosforilinimo metu prijungtų fosfato grupių. Jas reikia pridėti rankiniu būdu arba išmatuoti masių spektrometrija.
• Disulfidinių ryšių. Kiekvienas ryšys tarp dviejų cisteino liekanų pašalina du vandenilio atomus – maždaug 2,02 Da vienam ryšiui. Skaičiuoklėje daroma prielaida, kad visi cisteinai yra nesusijungę.
• Nestandartinių aminorūgščių, pavyzdžiui, selenocisteino ar pirolizino, ir chemiškai modifikuotų liekanų, pavyzdžiui, hidroksiprolino.
• Kofaktorių, pavyzdžiui, hemo grupių arba su baltymu susijungusių metalų jonų.

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra baltymo molekulinė masė? Tai bendra baltymo masė, paprastai išreiškiama daltonais (Da) arba kilodaltonais (kDa), kai 1 kDa lygu 1 000 Da. Ji lygi sekos aminorūgščių liekanų masių sumai, pridėjus vieną vandens molekulę dviem grandinės galams.

Kodėl formulėje pridedamas vanduo, o ne atimamas? Susidarant peptidiniam ryšiui išsiskiria vandens molekulė, o sumuojant naudojamos liekanų masės jau apskaičiuotos pašalinus šį vandenį. Viena vandens molekulė pabaigoje pridedama tik tam, kad būtų įvertintos laisvosios vandenilio ir hidroksilo grupės dviejuose užbaigtos grandinės galuose.

Kiek tiksliai apskaičiuojama masė? Baltymo, neturinčio cheminių modifikacijų, skaičiavimas yra toks tikslus, kokia yra naudojamų aminorūgščių masių precizija – paprastai paklaida neviršija daltono dalies. Tikri baltymai su modifikacijomis, pavyzdžiui, glikozilinimu ar disulfidiniais ryšiais, turės kitokią masę nei apskaičiuota vertė.

Ar skaičiuoklė gali apdoroti modifikuotas arba nestandartines aminorūgštis? Ne. Ji palaiko tik 20 standartinių aminorūgščių. Selenocisteinas, pirolizinas ir kitos modifikuotos liekanos neatpažįstamos; joms reikia taikyti rankinę pataisą arba naudoti specializuotą įrankį.

Kaip perskaičiuoti daltonus į kilodaltonus? Padalykite iš 1 000. Baltymas, kurio masė yra 25 000 Da, yra 25 kDa. Straipsniuose Da dažniausiai naudojami mažiems peptidams, o kDa – didesniems baltymams.

Kodėl mano gelio arba masių spektrometrijos rezultatas neatitinka apskaičiuotos masės? Dažniausios priežastys yra posttransliacinės modifikacijos, disulfidiniai ryšiai arba baltymas, po transliacijos sutrumpėjęs iki trumpesnės brandžios formos. Kita priežastis – nesutampantis masės tipas. Ši skaičiuoklė pateikia monoisotopinę masę, kuriai naudojamas lengviausias kiekvieno atomo izotopas. Daugelis kitų įrankių, įskaitant ExPASy ProtParam, pateikia vidutinę masę. Vidutinė masė yra didesnė: trumpam peptidui – mažiau nei 1 Da, o dideliam baltymui – dešimtimis daltonų. SDS-PAGE taip pat gali parodyti klaidinamoje vietoje esančią juostą, jei baltymai yra labai rūgštūs arba labai baziniai, todėl tai tik apytikslis molekulinės masės įvertis.